Des scientifiques étudient les ? rivières invisibles ? pour gérer les conditions météorologiques extrêmes et les pénuries d’eau

De même que les fleuves traversent les terres, faisant vivre les populations, la faune et la flore et offrant des moyens de subsistance, des ??rivières invisibles?? coulent au-dessus de nous, charriant plus de vapeur d’eau que tous les fleuves de la Terre réunis. Ces autoroutes humides, connues sous le nom de rivières atmosphériques, influent considérablement sur la météo et les régimes pluviométriques à l’échelle mondiale.?

Les changements climatiques et les activités humaines altèrent le comportement des rivières atmosphériques, modifient leur trajectoire et provoquent des phénomènes météorologiques extrêmes tels que des inondations, des tempêtes et des sécheresses. L’étude des isotopes présents dans ce type de rivières peut nous aider à les comprendre et à les suivre, pour améliorer les prévisions météorologiques et les prévisions d’événements météorologiques extrêmes.

Qu’est-ce qu’une rivière atmosphérique ?

Une rivière atmosphérique est une bande naturelle de vapeur d’eau concentrée, longue de plusieurs milliers de kilomètres, qui traverse l’atmosphère terrestre. Elle se forme lorsque la chaleur intense du soleil provoque l’évaporation des océans le long de l’équateur. Les vents transportent la vapeur d’eau vers les p?les, créant des sortes de rivières dans le ciel, situées généralement à un maximum de 3?000?mètres au-dessus du sol, soit environ un tiers de la hauteur du mont Everest. Lorsqu’elles atteignent les c?tes, ces rivières atmosphériques sont poussées vers les hauteurs et, à l’approche des montagnes, libèrent de l’humidité sous forme de pluie et de neige.

Les rivières atmosphériques fournissent une eau douce vitale à de nombreuses régions du monde, en particulier les régions c?tières. En Californie, sur la c?te ouest des états-Unis d’Amérique, les rivières atmosphériques représentent environ la moitié des précipitations annuelles, remplissant les réservoirs et aidant les agriculteurs. Elles représentent également entre 30 et 60?% des précipitations annuelles sur la c?te est de la Chine, le littoral de la péninsule coréenne et la c?te ouest du Japon.

Pression induite par les changements climatiques

à mesure que les températures mondiales augmentent, l’humidité s’accumule dans l’atmosphère, et les rivières atmosphériques créent des précipitations plus intenses et plus fréquentes. Ce phénomène est responsable de plus de 80?% des fortes pluies dans de nombreuses régions c?tières d’Asie de l’Est.

??Plus le climat se réchauffe, plus les événements météorologiques extrêmes gagnent en intensité, et beaucoup ont pour origine les rivières atmosphériques??, explique Julie?Kalansky, directrice adjointe du Centre d’étude des phénomènes météorologiques et hydrologiques extrêmes à la Scripps Institution of Oceanography.

Dans le même temps, les rivières atmosphériques s’éloignent de l’équateur et se dirigent vers les p?les. Elles sont de moins en moins fréquentes dans les régions subtropicales, qui sont maintenant confrontées à une réduction de l’approvisionnement en eau et à la sécheresse, tandis que des endroits comme le Pacifique Nord-Ouest, l’Europe et l’Arctique connaissent davantage de précipitations et d’inondations.

Le r?le des isotopes

??Les caractéristiques des rivières atmosphériques varient beaucoup d’une année à l’autre, ce qui signifie qu’il est difficile de prédire la quantité de pluie que nous aurons chaque année??, explique Julie?Kalansky. ??Cette imprévisibilité des précipitations saisonnières complique considérablement la gestion des ressources en eau.??

Les scientifiques utilisent des isotopes stables, soit des formes non radioactives d’atomes, pour étudier les effets des changements climatiques sur les rivières atmosphériques. Ces techniques permettent de déterminer l’origine de la vapeur d’eau, la distance qu’elle a parcourue dans l’atmosphère, l’emplacement de sa chute sous forme de précipitations et son interaction avec le cycle de l’eau –?autant d’informations qui peuvent être utilisées pour anticiper les phénomènes météorologiques extrêmes et en atténuer les conséquences, déterminer les risques d’inondation et gérer les ressources en eau, en particulier pendant les sécheresses.

Un nouveau projet de recherche coordonnée de l’AIEA associe des traceurs isotopiques à des modèles hydrologiques et climatiques pour suivre et simuler les mouvements et les changements des différentes formes d’eau au cours de leur cycle.

??Les données que nous recueillerons dans le cadre de ce projet de recherche pourront aider à gérer les risques croissants d’inondation, de sécheresse et de pénurie d’eau??, explique Jodie?Miller, cheffe de la Section de l’hydrologie isotopique à l’AIEA. ??Elles peuvent aussi être utiles aux pays qui souhaitent élaborer des stratégies pour atténuer les risques, améliorer la gestion de l’eau et favoriser la résilience climatique.??

??Nous utilisons les données sur les isotopes de la vapeur d’eau pour gagner en précision dans les prévisions météorologiques??, indique Kei?Yoshimura, professeur à l’Institut des sciences industrielles de l’Université de Tokyo, qui participe au projet. ??Particulièrement utiles aux latitudes moyennes, les données isotopiques aideront à mieux anticiper le trajet de l’humidité et les régimes pluviométriques liés aux rivières atmosphériques.??

Le projet s’appuie sur les données concernant les précipitations que recueille depuis plus de 65?ans le Réseau mondial de mesure des isotopes dans les précipitations (GNIP) via plus de 1?000?stations de surveillance dans le monde. Les données du GNIP peuvent servir à analyser l’origine, les trajectoires et les régimes de précipitations des rivières atmosphériques et aider à mieux comprendre comment ces paramètres évoluent avec le réchauffement climatique.